模型:簡化描述-中文百科頻道

簡介

基本解釋：①按實物比例和結構制成的物品：飛機模型｜模型轎車。②又稱“模子”。鑄造或壓制物品用的型器。

模型是對于現實世界的事物、現象、過程或系統的簡化描述，或其部分屬性的模仿。在一般的意義下是指模仿實物或設計中的構造物的形狀制成的雛型，其大小可以分為縮小型、實物型和放大型。

有些模型甚至連細節都跟實物一模一樣，有些則隻是模仿實物的主要特征。模型的意義在于可通過視覺了解實物的形象，除了具有藝術欣賞價值外，在教育、科學研究、工業建設、土木建築和軍事等方面也有極大的效用。随着科學技術的進步，人們将研究的對象看成是一個系統，從整體的行為上對它進行研究。

這種系統研究不在于列舉所有的事實和細節，而在于識别出有顯著影響的因素和相互關系，以便掌握本質的規律。對于所研究的系統可以通過類比、抽象等手段建立起各種模型。這稱為建模。

如果把模型等價于英文中的Model來理解，可以概括出以下涵義：

（1）依實物的形狀和結構按比例制成的物品，用于展覽或實驗（a small copy or imitation of an existing object made to scale for exhibition or experiment）；

（2）制造産品之前制作的參考雛型或結構（a preliminary work or construction that serves as a plan from which a final product is to be made）；

（3）對系統、理論或現象的示意性描述，用來解釋其已知的或推斷的性質，也可用于進一步研究其特點（a schematic description of a system, theory, or phenomenon that accounts for its known or inferred properties and may be used for further study of its characteristics）。

種類

模型可以取各種不同的形式。模型可以分為物理性和非物理性兩類。

物理模型，如“天壇·祈年殿”模型、汽車模型等；非物理模型，如經濟學模型、軟件模型、管理學模型等。物理模型是指現存的或構建中的真實物體的小型仿制品或雛型。非物理模型是指對一個系統、一種理論或一類現象概括、本質、抽象或直觀的描述。

按照模型的表現形式可以分為物理模型、數學模型、結構模型和仿真模型。

物理模型

也稱實體模型，又可以分為實物模型和類比模型。

①實物模型：根據相似性理論制造的按原系統比例縮小（也可以是放大或與原系統尺寸一樣）的實物，例如風洞實驗中的飛機模型，水力系統實驗模型，建築模型，船舶模型等。

②類比模型：在不同的物理學領域（力學的、電學的、熱學的、流體力學的等）的系統中各自的變量有時服從相同的規律，根據這個共同規律可以制出物理意義完全不同的比拟和類推的模型。例如在一定條件下由節流閥和氣容構成的氣動系統的壓力響應與一個由電阻和電容所構成的電路的輸出電壓特性具有相似的規律，因此可以用比較容易進行實驗的電路來模拟氣動系統。

數學模型

用數學語言描述的一類模型。數學模型可以是一個或一組代數方程、微分方程、差分方程、積分方程或統計學方程，也可以是它們的某種适當的組合，通過這些方程定量地或定性地描述系統各變量之間的相互關系或因果關系。除了用方程描述的數學模型外，還有用其他數學工具，如代數、幾何、拓撲、數理邏輯等描述的模型。需要指出的是，數學模型描述的是系統的行為和特征而不是系統的實際結構。

結構模型

主要反映系統的結構特點和因果關系的模型。結構模型中的一類重要模型是圖模型。此外生物系統分析中常用的房室模型（見房室模型辨識）等也屬于結構模型。結構模型是研究複雜系統的有效手段。

仿真模型

通過數字計算機、模拟計算機或混合計算機上運行的程序表達的模型。采用适當的仿真語言或程序，物理模型、數學模型和結構模型一般能轉變為仿真模型。關于不同控制策略或設計變量對系統的影響，或是系統受到某些擾動後可能産生的影響，最好是在系統本身上進行實驗，但這并非永遠可行。

原因是多方面的，例如：實驗費用可能是昂貴的；系統可能是不穩定的，實驗可能破壞系統的平衡，造成危險；系統的時間常數很大，實驗需要很長時間；待設計的系統尚不存在等。在這樣的情況下，建立系統的仿真模型是有效的。例如，生物的甲烷化過程是一個絕氧發酵過程，由于細菌的作用分解而産生甲烷。

根據生物化學的知識可以建立過程的仿真模型，通過計算機尋求過程的最優穩态值并且可以研究各種起動方法。這些研究幾乎不可能在系統自身上完成，因為從技術上很難保持過程處于穩态，而且生物甲烷化反應的起動過程很慢，需要幾周的時間。但如果利用（仿真）模型在計算機上仿真，則甲烷化反應的起動過程隻需要幾分鐘的時間。

數字模型

數字模型又稱數字沙盤，多媒體沙盤、數字沙盤系統等，它是以三維的手法進行建模，模拟出一個三維的建築、場景、效果，可以在數字場景中任意遊走、馳騁、飛行、縮放，從整體到局部再從局部到整體，無所限制。

用三維數字技術搭建的三維數字城市、虛拟樣闆間，交通橋梁仿真、園林規劃三維可視化、古建三維仿真、機械工業設備仿真演示借助pc機、顯示系統等起到展示、解說、指揮、講解等作用。多媒體沙盤是利用投影設備結合物理規劃模型，通過精确對位，制作動态平面動畫，并投射到物理沙盤，從而産生動态變化的新的物理模型表現形式。

數字模型通過聲、光、電、圖像、三維動畫以及計算機程控技術與實體模型相融合，可以充分體現展示内容的特點，達到一種惟妙惟肖、變化多姿的動态視覺效果。對參觀者來說是一種全新的體驗，并能産生強烈的共鳴。數字模型是由國内最大、最早的模型設計制作公司深圳賽野模型提出的一個新概念。

其自主開發的數字模拟技術已獲得國家專利,并在其韶關規劃廳、韶關城市整體規劃項目上得到具體體現。數字模型這一新名詞将在不遠的未來取代傳統建築模型，躍身成為展示内容的另一個新亮點。

數字模型超越了單調的實體模型沙盤展示方式，在傳統的沙盤基礎上，增加了多媒體自動化程序，充分表現出區位特點，四季變化等豐富的動态視效。對客戶來說是一種全新的體驗，能夠産生強烈的視覺震憾感。客戶還可通過觸摸屏選擇觀看相應的展示内容，簡單便捷，大大提高了整個展示的互動效果。